硬盘是重要的存储介质,是电脑不可缺少的一部分,但是很多人不知道硬盘的工作原理,不知道它是由哪些部分组成的。为了让大家了解硬盘的工作原理,下面详细介绍一下硬盘的工作原理和内部结构。
1.硬盘的工作原理
硬件存储原理:
硬盘存储数据是根据电、磁转换原理实现的。硬盘由一个或几个涂有磁性物质的金属或玻璃磁盘、安装在磁盘两侧的磁头和相应的控制电路组成,磁盘和磁头密封在一个无尘的金属外壳内。
硬盘工作时,磁盘以设计的速度高速旋转,安装在磁盘表面的磁头在电路的控制下径向移动到指定位置,然后存储或读取数据。
写数据:系统向硬盘写入数据时,磁头中“写数据”电流产生的磁场改变了磁盘表面磁性物质的状态,在写电流磁场消失后仍能保持,从而存储数据;
读取数据:系统从硬盘读取数据时,磁头经过磁盘的指定区域,磁盘表面的磁场使磁头产生感应电流或线圈阻抗发生变化,经相关电路处理后恢复为数据。
通电启动过程:
按下电源键后,电脑开始执行主板bios程序。经过一系列的测试和配置。根据bios中设置的系统引导顺序开始引导系统。假设现在是硬盘。Bios在执行完自己的程序后如何把执行权交给硬盘?把存储的程序交给硬盘后在哪里执行?
Mbr位于整个硬盘的0柱面0磁头1扇区(可以看作是硬盘的第一个扇区),bios在执行完自己固有的程序后会跳转到MBR中的第一条指令。将系统控制权交给mbr执行。
磁盘的读写过程:
系统在磁盘上存储文件时,是以柱面、磁头、扇区的方式进行的,即先存储第一个磁道(即第一个磁盘的第一个磁道)的第一个磁头下的所有扇区,然后存储同一柱面的下一个磁头,在一个柱面已满后,它将前进到下一个柱面,直到所有文件内容都写入磁盘。
步骤一、系统通过告诉磁盘控制器要读取的扇区所在的柱面号、磁头号和扇区号(物理地址的三个组成部分)来读取数据。
步骤二、磁盘控制器直接将磁头组件步进到相应的柱面,门控相应的磁头,等待所需的扇区移动到磁头下。
步骤三、当扇区到达时,磁盘控制器读取每个扇区的头,将这些头中的地址信息与预期的头和柱面号进行比较(即寻道),然后寻找所需的扇区号。
步骤四、当磁盘控制器找到扇区头时,根据其任务是写还是读扇区来决定是切换写电路还是读数据和尾记录。
步骤五、找到扇区后,磁盘控制器必须对该扇区的信息进行后处理,才能继续寻找下一个扇区。如果是读取数据,控制器计算数据的ECC码,然后将ECC码与记录的ECC码进行比较。如果写入数据,控制器计算该数据的ECC码,并将其与数据一起存储。在控制器对该扇区中的数据进行必要的处理期间,磁盘继续旋转。
断电过程:
电源不稳定时,读写头会不会不稳定,造成数据混乱?答案是肯定的。
但是为什么我们遇到蓝屏或者紧急情况直接断电就可以了呢?
根据目前在网上搜索到的信息,有两种解释。具体操作可能需要根据具体厂商来决定。(非专业人士,仅供参考,请专家讲解)
1)当系统检测到电源向系统发出的电压下降信号时,立即向硬盘发出指令,将磁头退回。好的电源可以保证这个过程的完成,几十毫秒后整机就会断电
2)正常运行时,磁头悬浮在磁盘表面。如果突然断电,控制磁头的音圈电机会认为突然断电而断电,磁头会在极短的时间内由于永久磁铁的作用力而回到磁头支架上,这也是硬盘在几次断电后没有损坏的原因。
目前市面上大部分硬盘都采用了Winchester技术,不管是什么类型的。主要特点是:一、刺头和磁盘是闭合的,硬盘高速运行,但表面不变。硬盘在运行时,磁头会逐渐向磁盘方向移动,直到停止工作才会停止,所以不可能在工作状态下接触磁盘。
2.硬盘的组成
硬盘的主要部件是磁盘、盘体和电机。圆盘就是把磁粉或者玻璃贴在铝合金的圆盘上,然后把这些磁粉分成几个不同的区域,每个区域有很多小磁铁。在磁头的作用下,这些磁粉发生变化,磁体的排列顺序发生变化,实现信息存储。圆盘主体。磁盘体由许多磁盘组成,这些库存通过特殊方式放置在一个封闭的磁盘体中。电脑操作,存货在电机的带动下以不同的方式旋转,速度超快。通常转速分为3600,4500,5400,7200。马达。电脑硬盘的电机属于无刷电机,高速时摩擦小,长时间工作不成问题。但这种电机在运行中不要轻易移动,会导致电机损坏。
其实硬盘的工作原理很深奥,我也不是三言两语就能说清楚的。我只能简单介绍一下硬盘的工作模式和重要部件。但非专业人士不需要太深入的了解硬盘的工作原理,大致掌握即可。如果打算从事计算机行业,详细了解硬盘的工作原理是很有必要的。
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